某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂.甲醇厂组成了一个产业链.大大地提高了资源利用率.减少了环境污染．请填写下列空白:(1)写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式: ．(2)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)．①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27.该温度下将2mol CO.3mol H2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．

请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：    ．
（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将    （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H₂    t．
（3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加6.4g．
①请写出燃料电池中的负极反应式：    ．
②燃料电池正极消耗空气的体积是    （标准状况，空气中O₂体积分数以20%计算）．

【答案】分析：（1）从图示可知氯化时的反应物、生成物，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式；
（2）①根据浓度熵数值和平衡常数的大小关系来判断；
②根据CO和H₂合成甲醇的方程式：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）以及2FeTiO₃+6C+7Cl₂

2FeCl₃+2TiCl₄+6CO和2NaCl+2H₂O

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑得到相应关系式来计算；
（3）①根据负极反应=总反应-正极反应来回答；
②根据电路中的电子守恒来计算回答．
解答：解：（1）从图示可知氯化时的反应物为FeTiO₃、C、Cl₂，生成物为FeCl₃、TiCl₄、CO，再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为
2FeTiO₃+6C+7Cl₂

2FeCl₃+2TiCl₄+6CO，故答案为：2FeTiO₃+6C+7Cl₂=2FeCl₃+2TiCl₄+6CO；
（2）①将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此状态的浓度熵Qc=

=0.44＞0.27，即Qc＞K，
所以此时反应将向逆反应方向进行，故答案为：向逆反应方向进行；
②由方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）、2FeTiO₃+6C+7Cl₂

2FeCl₃+2TiCl₄+6CO和2NaCl+2H₂O

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑得如下关系式：
6CH₃OH→6CO→7Cl₂→7H₂，而6CH₃OH→12H₂，故每生产6molCH₃OH（192g）需额外补充5molH₂（10g），则生产19.2t甲醇，至少需额外补充1.0t氢气，故答案为：1.0；
（3）甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池的总反应为：3O₂+2CH₃OH+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，正极反应式为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-，负极反应=总反应-正极反应，
即为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
电解精炼粗铜时，阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，当生成6.4g纯铜，至少转移电子0.2mol，燃料电池的正极反应为：3O₂+12e^-+6H₂O=12OH^-，转移电子0.2mol，
消耗氧气0.05mol，折合成空气为0.25mol，在标准状况下的体积为5.6，故答案为：5.6 L．
点评：本题是一道有关电解原理的应用知识题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．

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产生白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红棕色沉淀

，
②反应过程中发生反应的化学方程式是

FeCl₂+2NaOH═Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃

．
（2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现血红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去．为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：
①铁有一种化合物称为铁酸盐（含有FeO₄^2-）．
②SCN^-的电子式为

．
③氯水具有很强的氧化性．
于是同学们提出两种假设，
①第一种假设是：Cl₂可将Fe³⁺氧化为FeO₄^2-，请写出该离子反应方程式

2Fe³⁺+3Cl₂+8H₂O═2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺

．
②第二种假设是：

SCN^-被Cl₂氧化

，
II．某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．请填写下列空白：

（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：

2FeTiO₃+6C+7Cl₂

2FeTiO₃+6C+7Cl₂

．
（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将

向逆反应方向进行

（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H₂

1.0

t．
（3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜，在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2g．
①请写出燃料电池中的负极反应式：

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
②燃料电池正极消耗空气的体积是

2.8L

（标况，空气中O₂体积分数以20%计算）．

（2011?泰州二模）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图1所示），既提高了资源利用率，又减少了环境污染．

请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：

2FeTiO₃+6C+7Cl₂=2FeCl₃+2TiCl₄+6CO

．
（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
①已知该反应在300°C时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将

向逆反应方向进行

1.0

t．
（3）用甲醇一空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图2所示），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2g．
①请写出燃料电池中的负极反应式：

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
②燃料电池正极消耗空气的体积是

2.8L

（标准状况，空气中O₂体积分数以20%计算）．

（2011?姜堰市二模）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染．

请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：

2FeTiO₃+6C+7Cl₂=2FeCl₃+2TiCl₄+6CO

向逆反应方向进行

（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）．

②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2t甲醇，至少需额外补充H₂

1.0

t．
（3）用甲醇-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间后纯Cu质量增加6.4g．
①请写出燃料电池中的负极反应式：

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
②燃料电池正极消耗空气的体积是

5.6L

（标准状况，空气中O₂体积分数以20%计算）．

（15分）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式：            ▲          。
（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将  ▲  （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2 t甲醇，至少需额外补充H₂       ▲       t。
（3）用甲醇—空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（右图），

在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。
①请写出燃料电池中的负极反应式：        ▲       。
②燃料电池正极消耗空气的体积是     ▲   （标准状况，
空气中O₂体积分数以20%计算）。

（15分）某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

请填写下列空白：

（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式： ▲ 。

（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。

①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将 ▲ （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2 t甲醇，至少需额外补充H₂ ▲ t。

（3）用甲醇—空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（右图），

在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。

①请写出燃料电池中的负极反应式： ▲ 。

②燃料电池正极消耗空气的体积是 ▲ （标准状况，

空气中O₂体积分数以20%计算）。

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